【正文】 (3)通過軟件設(shè)計(jì)編寫相應(yīng)的接口程序。但每個芯片的發(fā)生信號不會保持完全的一致，會由于芯片和板極的不同在輸出頻率上會有輕微的不同，因此該系統(tǒng)在精準(zhǔn)頻率顯示上存在一定的缺陷 。 AT89C51 LED 顯示 P1 口 鍵盤 （ 1） 頻率輸入 （ 2） 波形選擇 分頻器 MC145151 MAX038 8255 I/O 接口 頻率控制 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 信號發(fā)生器的 I/O 擴(kuò)展電路 VSS20XTAL219XTAL118WR/17RD/16T1/15T0/14INT1/13INT0/12TXD/11RXD/10RET987654321VCC403938373635343332EA31ALE30PSEN292827262524232221AT89C51U1VCC26D034D628D529D430D331D232D133CS6RESET35A18A09WR36RD5D727GND7PA13PA22PA31PA440PA539PA638PA737PB018PB119PB220PB321PB422PB523PB624PB725PC014PC115PC216PC317PC413PC512PA04PC611PC7108255AU0VCCabcedfgDPQ1Q2R1R1R2R2RP1 圖 43 I/O 擴(kuò)展電路 圖 44 波形發(fā)生和頻率控制電路 說明： CPU 判斷從鍵盤輸入的頻率一方面要顯示在 LED 上，另一方面還要控制 8255的輸出端口的電平輸出狀態(tài)，進(jìn)而控制分頻器輸出相應(yīng)的頻率，然后 在通過外圍電路輸入 MAX038 的頻率調(diào)節(jié)管腳（ FADJ），完成頻率控制。 占空比的調(diào)整 DADJ 引腳上的電壓值的變化控制波形的占空比。 頻率的細(xì)調(diào)是在 FADJ 引腳施加一個177。1為高電平， 0為低電平。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 (6)內(nèi)設(shè) 2． 5V 電壓基準(zhǔn)，利用控制端 FADJ、 DADJ 實(shí)現(xiàn)頻率微調(diào)和占空比調(diào)節(jié)。此方式也是借用 C 口的 5條信號線作控制和狀態(tài)線， A 口的輸入和輸出均帶有鎖存。在方式 0，所有口輸出均有鎖存，輸入只有緩沖，無鎖存， C口還具有按位將其各位清 0或置 1的功能。 A1,A0:地址選擇線 ,用來選擇 8255的 PA 口 ,PB 口 ,PC 口和 控制寄存器 . 當(dāng) A1=0,A0=0時 ,PA 口被選擇 。 D0～ D7:三態(tài)雙向 數(shù)據(jù)總線 ， 8255與 CPU 數(shù)據(jù)傳送 的通道，當(dāng) CPU 執(zhí)行輸入輸出指令時，通過它實(shí)現(xiàn) 8位數(shù)據(jù)的讀 /寫操作，控制字和狀態(tài)信息也通過 數(shù)據(jù)總線 傳送。 特性 (1)一個并行輸入、輸出的 LSI 芯片，多功能的 I/O 器件，可作為 CPU 總線與外圍的接口。當(dāng) CPU 要對 8255進(jìn)行讀、寫操作時，必須先向 8255發(fā) 片選 信號選中 8255芯片，然后 發(fā)讀信號或?qū)懶盘枌?8255進(jìn)行讀或?qū)憯?shù)據(jù)的操作。同時必須具有與外設(shè)連接的接口 A、 B、 C口。 VDD:電源輸入 ,范圍為 + 17V～ + 5V。 ●功耗低 ,5V情況下通常為 450mW。當(dāng) T／ R 端是低電平時， N的偏移值固定是 856； T／ R 端高電平時．則不產(chǎn)生偏移 OSCin、 OSCout(26 27 腳 )：參考振蕩器的輸入，輸出端。 N 計(jì)數(shù)器的輸出端； N0～ N13(11 至 20 及 22 至 25 腳 )：247。它含 有參考振蕩器。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。初始化后，程序計(jì)數(shù)器 PC 指向 0000H， P0P3輸出口全部為高電平，堆棧指鐘寫入 07H，其它專用寄存器被清“ 0”。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 方案三 : 雖然功能齊全，波形穩(wěn)定，但是原理和電路都比較復(fù)雜且大多數(shù)功能在 平常的實(shí)驗(yàn)檢測中用不到，造成浪費(fèi) 方案四：原理簡單且波形輸出穩(wěn)定，也可以滿足日常的試驗(yàn)檢測。 圖 24 電路圖 1KR110KR210KR3C115nFC215nFC3方波輸入 正弦波輸出1CS2WR13AGND4D35D26D17D08UREF9Rf10DGND11Io112Io213D714D615D516D417XFER18WR219ILE20UCCDAC0832*Component_1VSS20XTAL219XTAL118WR/17RD/16T1/15T0/14INT1/13INT0/12TXD/11RXD/10RET987654321VCC403938373635343332EA31ALE30PSEN292827262524232221AT89C51*Component_1+5V23+47*VCCA023+47*A0 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 方案三 由于電路設(shè)計(jì)過于復(fù)雜，不在此畫出，只簡述流程。 圖 21 方波產(chǎn)生電路 方波變?nèi)遣? 如圖 22，由集成運(yùn)放和外圍電路構(gòu)成的是積分電路，對輸入端積分后輸出。 自六十年代以來，信號發(fā)生器有了迅速的發(fā)展，出現(xiàn)了函數(shù)發(fā)生器，掃描信號發(fā)生器，合成信號發(fā)生器，程控信號發(fā)生器等種類。 本次設(shè)計(jì)是使用集成芯片 MAX038 為主要器件產(chǎn)生信號，通過外部電路控制產(chǎn)生信號的頻率。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題 目 ： 多 波 形 信 號 發(fā) 生 器 控 制 與 驅(qū) 動 電路 設(shè) 計(jì) 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 摘要 多波形信號發(fā)生器是工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品開發(fā)、科學(xué)研究等領(lǐng)域必不可少的工具，它產(chǎn)生的三角波、方波和正弦波是常用的基本測試信號。最終達(dá)到頻率一定范圍可調(diào)的多鐘波形信號發(fā)生器。各類信號發(fā)生器的主要性能指標(biāo)也都有了大幅度的提高，同時在簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)、小型化、多功能等各方面也有了顯著的進(jìn)展。 對方波積分就得到三角波。 (1)設(shè)計(jì)流程 將系統(tǒng)時鐘 50MHz 送入預(yù)分頻模塊，輸出為 220Hz。 綜上所述 選擇方案四比較符合本次設(shè)計(jì)的理念 步長選擇 按鍵選擇 累加步長 控制模塊 DDS累加器模塊 20 位 預(yù)分頻模塊 32 位 波性存儲器模塊 頻率顯示模塊 D/A 轉(zhuǎn)換器 低 通濾波器 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 第三章 信號發(fā)生器的主要元器件介紹 控制芯片 AT89C51 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 RESET 由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從 0000H 地址開始執(zhí)行程序。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。參考分頻器（有 8種可供選擇的分頻比 )，程序分頻1Fin 2Vss3VDD4PDout5RA06RA17RA28PDR9PDV10Fv11N012N113N214N328LD27OSCin26OSCout25N1124N1023N1322N1221T/R20N919N818N717N616N515N4MC145151*Component_1 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 器 (分頻比范圍 3～ 16383)，還含有數(shù)字鑒相器。 N 計(jì)數(shù)器的預(yù)置端。 LD(28 腳 )： 鎖定檢測輸出端 主要電參量 電源電壓： VDD= 3～ 9v； 工作頻率 ≤ 30MHz； 靜態(tài)電流 ≤ 30mA； 功耗溫度﹣ 40~﹢ 85℃ 高速 D/A 轉(zhuǎn)換器 MAX7541 概述 MAX7541 是美國 MAXIM公司生產(chǎn)的高速高精度 12 位數(shù)字 / 模擬轉(zhuǎn)換器芯片 ,由于 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 MAX7541 轉(zhuǎn)換器件的功耗特別低 , 而且其線性失真可低達(dá) 0. 012 % , 因此 , 該 D/ A 轉(zhuǎn)換器芯片特別合于精密模擬數(shù)據(jù)的獲得和控制。 ●可進(jìn)行四象限乘法轉(zhuǎn)換 。 GND:數(shù)字地。由于 8255可編程 ,所以必須具有邏輯控制部分，因而 8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為 3個部分：與 CPU連接部分、與外設(shè)連接部分、控制部分。 2與 外設(shè)接口 部分 根據(jù)定義， 8255有 3個通道 A、 B、 C與 外設(shè) 連接，每個通道又有 8根線與外設(shè)連接，所以 8255可以用 24根線與外設(shè)連接，若進(jìn)行開關(guān)量控制，則 8255可同時控制 24路開關(guān)。 (2)具有 24個可編程設(shè)置的 I/O 口，即 3組 8位的 I/O 口為 PA 口， PB 口和 PC 口。 8255具有 3個相互獨(dú)立的輸入 /輸出通道端口，用 +5V 單電源供電，能在以下三種方式下工作。 當(dāng) A1=0,A0=1時 ,PB 口被選擇 。常用于與外設(shè)無條件的數(shù)據(jù)傳送或 接收外設(shè)的數(shù)據(jù)。 信號產(chǎn)生芯片 MAX038 概述 MAX038是 MAXIM 公司生產(chǎn)的一通用波形發(fā)生芯片，它比起以前比較常用的函數(shù)發(fā)生器件如 8038系列，從頻率范圍，頻率精確度，對芯片及波形的控制性能，用戶使用的方便性等方面都有了很大的提高，因此可廣泛應(yīng)用于波形的產(chǎn)生，壓控振蕩器，脈寬調(diào)制器， 頻率合成器，及 FSK 發(fā)生器等。 3具有四種輸出波形的簡易信號發(fā)生器設(shè)計(jì)實(shí)例該簡易信號發(fā)生器可以輸出三角波、方波、正弦波和階躍波 4種波形； 3個固定頻率選擇；以及 10個電壓選擇。 表 31 A0和 Al的編碼 A0 A1 波形 X 1 正弦波 0 0 方波 1 0 三角波 輸出頻率調(diào)整 粗調(diào)取決于 IIN 引腳的輸入電流 IIN， COSC 引腳的電容量 CF(對地 )以及 FADJ 引腳上的電壓。 V 范圍的電壓，可使輸出頻率的調(diào)節(jié)范圍為 f=(～ )f0(即 f0177。通常 VDADJ=0 V 時，則占空比 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 為 50％。 18RFB16VDD17VREF15BT1214BT1113BT1012BT911BT810BT79BT68BT57BT46BT35BT24BT13GND2OUT21OUT1MAX7541U3814321MAX412A814321MAX412A1Fin2Vss3VDD4PDout5RA06RA17